2018年长沙理工大学能源与动力工程学院828工程热力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1．
画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的
图，用各点的状态参数写出：
（1）朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。 （2）制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。 【答案】
画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的
图如图所示。
（1
）参考
郎肯循环 蒸汽压缩制冷循环
图，可以得到：
的定压加热过程，吸热量
：
的过程，在冷凝器中进行，放热量：
做工量：
朗肯循环的吸热过程为郎肯循环的放热过程为
汽轮机中，
做功过程为绝热膨胀过程在水栗中被绝热压缩，
接受功量为
相对于汽轮机做功来说很小，故有热效率：
（2
）参考上面的压缩机耗功为
：制冷系数为
：
图，可以得到：
室温下，
制冷温度为
蒸汽压缩制冷循环的吸热量为
：
2． 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在
时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。 【答案】过程可逆时
，
所以不可能实现。
3． 两个质量和比热（cm ）相同，
温度分别为
衡的过程是 一个不可逆过程。
【答案】该热交换过程如图所示。
和的固体进行热交换，请推导说明达到热平
图
如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有
所以过程不可逆。
4．
试画出蒸气压缩式热泵下的
【答案】
蒸气压缩式热泵下的
图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示：
图
制热系数为
：
5． 若封闭气缸内的湿空气定压升温，问湿空气的
如何变化？
【答案】若封闭气缸中的湿空气定压升温，则混合气体中的水蒸气的温度也升高，对应的饱和压力也一起升高，但是由于混合气体的压力一定，所以水蒸气的质量和分压不变，因此，湿空
气的焓
升高，
相对湿度
由于
不变和
增大而下降，
含湿量
由于混合气体的成
分未改变而不变。
6． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？
【答案】由题意可知
，
此时的马赫数
故要使超音速气流加速，必
须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。
二、计算题
7． 两物体A 和B 的质量及比热相同，均为和
传热，
求平衡温度及不等湿传热引起的
【答案】示意图如图所示。
损失。
温度各为和
且
设环境温度为
（1）
若在此高低温热源间工作一个可逆热机，试求最大循环功和最终平衡温度；（2）若A 与B 直接
图
（1
）对系统列
平衡方程，
设最终平衡温度为
可得：
其中
为
损失，
且
所以，损失为：
当
时
，
则
此时最大循环功为：
（2）有限温差传热，
由热力学第一定律知
所以：
可解得：
则
损失为：
由热力学第一定律可知
，